光敏色素的研究概况及其进展

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1、摘要1关键词1Abstract1Keywords11光敏色素的概述11.1光敏色素的发现11・2光敏色索的分布22光敏色素的主要反应方式23光敏色素的生理功能33.1光墩色素对细胞生长的调节33.2光敏色素与光周期44研究展望5参考文献：5光敏色素研究概况及进展摘要:综述了20世纪20年代光敏色素被发现以来的光敏色素研究概况及进展。主要包括：从生物化学和分子水平阐述了光敏色素的生理功能；光敏色素的三种主要的反应方式，尤其是光敏色素的主要分子基因PhyA和PhyB在反应方式上的区别；虽然迄今为止人们极少研究光敏色素和植物激素在苜蓿秋眠中的作用，但对此方面提出了研究展望。关键

2、词：光敏色素；光受体；光周期；生理功能Abstract：Thepaperhassummarizedsurveysandadvancesinresearchonphytochromesince1920sitwasdiscovered,includingasfollows:Itexpatiatedphysiologicalfunctionsofphytochromesatbiochemistryandmolecularlevel;Phytochromehasthreemainreactionmodes,especiallydistinguishingonreactionmod

3、esofmoleculargenesPhyAandPhyBofphytochrome;Althoughpeoplehavehardlystudiedeffectsonalfalfafalldormancyofphytochromeandplanthormonesofar,thispaperbroughtforwardprospectsofresearchatthisaspect.Keywords：Phytochrome;Photoreceptors;Photoperiod;Physiologicalfunctions引言植物在长期进化屮，为了能够感知周围环境的光强、光质、

4、光向和光周期并对其变化做出响应，形成了光受体系统。目前已知至少存在三种光受体：光敏色索(phytochrome),接收红光和远红光信号；隐花色素(cryptochrome)和向光素(phototropin),感受蓝光和近紫外光区域的光；UVB受体(UVBreceptor),感受紫外光B区域的光。而光敏色索的发现是植物光形态建成研究的里程碑。1光敏色素的概述1.1光敏色素的发现1920年植物生理学家Garner和Allardt⑴发现了光周期现象，即有的植物(例如大豆晚熟品种)能感受每天日照的时间氏短来调节其开花的早晚。Flint和McAlister(1937)进一步发现的红

5、光能促进萬苜种子萌发，而远红光抑制其萌发。Hendricks等对大豆叶片行了暗诱导期的单色光的屮实验断，结果发现也是RL的屮断抑制开花诱导效应最强，而FR则无效,并且能够逆转RL的效应(Parker等，1949)。于是,Borthwick等提岀了植物中存在一种吸收红光或远红光而可逆地控制植物发育的色素的假设。经过儿年的努力，他们终于取得了直接的实验证据，说明了玉米黄化苗中确实存在着这种“幻觉屮的色素”。1959年Butler等⑵用双波长分光光度计成功地检测到对黄化玉米幼芽(Zeamays)和黄化芜菁(Brassicarapa)或其蛋口提取液照射红光(RL)后，在RL区的吸

6、收减少，远红光(FR)区的吸收增加；而照射FR后在RLK的吸收增加，在FR区的吸收减少。这种吸收差异的光谱变化，可以反复发生多次。次年4月，植物学家HarryBorthwick和物理化学家SterlingHendricks把这种吸收红光或远红光可逆转换的色素命名为光敏色素(phytochrome)o经过儿年的研究证明，光敏色素在植物个体发育过程屮作为主要的光受体，发挥了重要的作用。从调节种子的萌发到幼苗胚芽鞘、中胚轴生长、幼叶的展开，或下胚轴生长、弯钩伸直、两片子叶的张开和扩张；从叶片表面气孔的形成和活动到幼茎维管束的分化、表皮毛的形成；从植株地上部分发育形态到根的生长和

7、根冠的调节；从叶绿体的发育到光合活性的调控；从贮藏淀粉、脂肪的分解到硝酸盐的还原活化、蛋口质核酸的合成；从光周期控制发芽分化到叶片等器官衰老的调节，无时无刻不存在着光敏色素的作用。光敏色素的发现在植物科学，尤其是在植物的发育生物学研究屮是一个重大发现。1.2光敏色素的分布光敏色素存在于从藻类到被了植物一切能进行光合作用的植物中，并凡分布于各种器官组织屮，在植物分生组织和幼嫩器官，如胚芽鞘、芽尖、幼叶、根尖和节间分生区中含量较高。光敏色素主要存在于质膜、线粒体、质体和细胞质中。通常黄化苗中光敏色素含量比绿色组织中高出50〜100